DE69211143T2

DE69211143T2 - Konstruktion einer achse für lastfahrzeug

Info

Publication number: DE69211143T2
Application number: DE69211143T
Authority: DE
Inventors: Timo Sf-10320 Karjaa Salo
Original assignee: Sisu Auto Oy AB
Current assignee: Tamrock Oy
Priority date: 1991-09-27
Filing date: 1992-09-21
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2012-09-22
Also published as: NO941124D0; WO1993005968A1; EP0605532B1; BR9206538A; RU2092329C1; KR100219819B1; CZ63694A3; FI914568A; SK34294A3; NO941124L; UA25826C2; JPH06510721A; CZ282377B6; AU659680B2; FI914568A0; NO302066B1; AU2589692A; PT100904A; FI89570B; EP0605532A1

Description

Die Erfindung betrifft Achs- und Fahrgestellkonstruktionen nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 2 für Nutzfahrzeuge, insbesondere für Lastkraftwagen und Nachläufer.
Starre Lenkachsen werden vor allem bei Schwerlasttransportern verwendet, bei welchen es notwendig ist, daß eine oder mehrere der mit Zwillingsrädern versehenen Achsen steuerbar sind, weil gewöhnlich mehr als zwei Achsen vorhanden sind, und weil der Wenderadius des Fahrzeuges ohne Steuerung unvertretbar groß ist. Außerdem ist es wichtig, daß die Last in unebenem Gelände auf alle Achsen gleichmäßig verteilt wird.
Es ist üblich, Zwillingsräder zu verwenden, welche durch separate Federn abgestützt werden, wodurch die Konstruktion die Anforderungen sowohl an den Wenderadlus als auch an die Lastverteilung erfüllt.
Es ist auch möglich, Achsen zu verwenden, die über einen Sattel fest an den Rahmen angelenkt sind. Hierbei werden die Anforderungen an den Wenderadius erfüllt, während die Anforderungen an die Lastverteilung nicht erfüllt werden, wenn verschiedene Achsen vorhanden sind, und die Stützfedern der Achsen in Verbindung mit dem Sattel stehen, aber nicht untereinander verbunden sind.
Es sind ferner verschiedene Lastverteilungsanordnungen, die eine Anzahl von Nachläufern umfassen, bekannt. Ein Problem besteht hierbei in der schlechten Lenkbarkeit dieser Kombinationen.
Es ist ebenfalls bekannt, Zwillingsräder zu verwenden, von denen jedes von separaten Federn abgestützt wird, und bei denen jedes einen eigenen Sattel aufweist, und die Räder mit Leichtigkeit sogar um 180º geschwenkt werden können. In diesem Fall können die Räder jedoch nicht mechanisch angetrieben werden, weshalb in den meisten Fällen hydraulische Motoren zur Anwendung kommen. Diese Lösung ist deshalb kompliziert und kostspielig.
EP-A-0 521 882 (als Stand der Technik nach Artikel 54(3) EPÜ) offenbart Lösungen, welche mit den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 2 übereinstimmen. In diesen Lösungen ist die Achse so angeordnet, daß sie durch Beeinflussung der Lage der Längsabstützungen der Achse und der Aufhängungsstangen der Federn geschwenkt werden kann. Diese Anordnungen erfüllen die Anforderungen, die an die Beherrschbarkeit des Lenkverhaltens der Achse sowie an die Lastverteilung und das Zusammenwirken aufeinanderfolgender Achsen bei mehrachsigen Fahrgestellkonstruktionen gestellt werden, gut. In derartigen Konstruktionen können jedoch keine langen Federn oder andere lange Abstützmittel verwendet werden, weil die Abstützmittel zusammen mit den Achsen schwenken, und nur relativ kurze Abstützmittel genügend Platz zum Schwenken besitzen. Durch die kurzen Abstützmittel müssen jedoch andererseits alle Bauteile zur Achsaufhängung zueinander sehr beengt angeordnet werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, das vorstehende Problem zu lösen und einen vorteilhaften Effekt in Bezug auf die Belastung der Bauteile zu erzielen. Diese Aufgabe wird durch erfindungsgemäße Achskonstruktionen gelöst, welche in den kennzeichnenden Merkmalen der Patentansprüche 1 und 2 dargestellt sind. Diese Konstruktionen ermöglichen es&sub1; daß die Abstützmittel oder Federn immer parallel zu dem Rahmen des Fahrzeuges verbleiben, was die Verwendung von Abstützmitteln oder Federn mit einer notwendigen Länge ermöglicht.
Das Fahrgestell kann, was normalerweise der Fall ist, mehr als zwei Achsen aufweisen, und einige der Achsen können feststehend, d. h. unlenkbar sein. Im allgemeinen ist mindestens eine Achse eine feststehende Achse. Zumindest folgende Alternativen sind offenkundig:
- Ein Fahrgestell wird aus einer steuerbaren und einer feststehenden Achse gebildet. Ein Ausgleichshebel wird verwendet und die Abstützung der festen Achse erfolgt an einem Ende zum Ausgleichshebel hin mit einer Aufhängungsstange, und das andere Ende wird am Rahmen in derselben oder in anderer Weise abgestützt.
- Ein Fahrgestell wird aus zwei steuerbaren Achsen und einer feststehenden Achse gebildet. In diesem Falle kann die feststehende Achse an jedem Ende des Fahrgestelles angeordnet werden, wodurch dieselben Verhältnisse wie oben entstehen, davon abgesehen, daß der Ausgleichshebel zwischen den steuerbaren Achsen oder als Mittelachse des Fahrgestelles eingesetzt wird, wodurch die feststehende Achse gegenüber beiden steuerbaren Achsen mittels Ausgleichshebeln abgefedert wird.
- Ein Fahrgestell, wird aus drei steuerbaren Achsen und einer feststehenden Achse gebildet.
- Ein Fahrgestell, wird aus einer steuerbaren Achse und zwei feststehenden Achsen gebildet.
- Ein Fahrgestell, wird aus zwei steuerbaren Achsen und zwei feststehenden Achsen gebildet.
- Ein Fahrgestell, wird aus drei steuerbaren Achsen und zwei feststehenden Achsen gebildet.
-Es ist nur eine einzige steuerbare Achse vorhanden, wodurch der Ausgleichshebel entfällt und die Aufhängungsstangen am unteren Ende an den Befestigungspunkten des Rahmens angebracht werden. Diese Alternative stellt keine Fahrgestellkonstruktion dar, obgleich die erfindungsgemäße Achsabstützung und Steuerung verwendet werden.
Es ist selbstverständlich, daß noch weitere Alternativen mittels der erfindungsgemäßen Fahrgestellkonstruktion realisiert werden können.
Im folgenden soll die Erfindung anhand von zwei speziellen Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden.
Figur 1a ist eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Fahrgestellkonstruktion;
Figur 1b ist eine Draufsicht der in Figur 1a dargestellten Konstruktion;
Figur lc ist eine Rückansicht der in Figur 1a dargestellten Konstruktion;
Figur 2a ist eine Seitenansicht der in den vorhergehenden Figuren dargestellten Konstruktion, wenn sich die Achse in geschwenkter Position befindet;
Figur 2b ist eine Draufsicht auf die Darstellung nach Figur 2a; und
Figur 3 zeigt eine einachsige Konstruktion der in Figur 1a dargestellten Erfindung.
In den Figuren 1 und 2 verweist das Bezugszeichen 2 auf einen Achsholm, welcher ein Achsholm einer Antriebsachse oder lediglich ein lastaufnehmender Achsholm ist.
Das Bezugszeichen 15 bezeichnet Räder, welche bei Schwerlastachsen gewöhnlich Zwillingsräder sind, die jedoch auch Einzelräder sein können.
Eine dreieckige Abstützung 5 ist elastisch am Rahmen 1 eines Fahrzeuges angeordnet oder mittels Verbindungsstücken 11 daran angelenkt. Sie ist außerdem in der Mitte mit der Oberseite eines Achsholmes 2 mittels eines Kugelgelenkes 10 verbunden. Diese Art der Abstützung ermöglicht es der Achse 2, sich elastisch in vertikaler Richtung zu bewegen oder in der vertikalen Ebene zu schwenken, und zusätzlich ist eine gesteuerte Schwenkbewegung in der horizontalen Ebene möglich, wohingegen eine zum Fahrzeug seitliche Bewegung der Achse verhindert wird.
Abstützmittel 3 zwischen dem Achsholm 2 und dem Rahmen 1, welche aus starren Hebeln oder Federn, z. B. Blattfedern oder parabolischen Federn, bestehen können, sind in der Mitte des Achsholmes mittels Verbindungsteilen 4 und an ihren Enden in ähnlicher Weise an den oberen Enden der Aufhängungsstangen 7 mittels Kugelgelenken 13 und 14 befestigt. Die hintersten Aufhängungsstangen sind an ihren unteren Enden mit dem Rahmen 1 über Kugelgelenke 16, und die vordersten Aufhängungsstangen sind in ähnlicher Weise mit den Enden der Ausgleichshebel 9 über Kugelgelenke 17 verbunden.
Die Mittel, die zum Schwenken des Achsholmes 2 dienen, können z. B. so gestaltet sein, wie es in der finnischen Patentanmeldung 901498 dargelegt ist, wo der Achsholm 1 um einen Befestigungspunkt der daran angelenkten dreieckigen Abstützung 5 schwenkt, indem die Längsabstützungen 6, die am Achsholm 2 befestigt sind, mittels der Gelenke 12 zurück und nach vorn bewegt werden.
Die Gelenke 4 sind so gestaltet, daß es möglich ist, den Achsholm 2 in der horizontalen Ebene (in der in den Figuren 1b und 2b dargestellten Ebene) relativ zu den Abstützmitteln 3 zu schwenken, und die Abstützmittel 3 relativ zum Achsholm 2 schwingen zu lassen.
Die Aufhängungsstangen 7 sind ihrerseits in bezug zum Rahmen 1 symmetrisch befestigt.
Diese Art der Befestigung des Abstützmittels 3 ermöglicht es, ungeachtet des Schwenkens der Achse 2, ein langes Abstützmittel einzusetzen, weil das Abstützmittel immer parallel zum Rahmen 1 verbleibt.
Das Abstützmittel 3 neigt durch den Effekt der verbundenen Reibung dazu, zusammen mit dem Achsholm 2 zu schwenken, aber dem Schwenken wird durch Kraftkomponenten, welche von der Position der Aufhängungsstangen 7 abhängen, die an den Enden des Abstützmittels wirken, und die senkrecht zur Richtung des Rahmens 1 verlaufen, entgegengewirkt. Durch das Wirken dieser Kraftkomponenten verbleibt das Abstützmittel 3 nahezu parallel zum Rahmen 1.
Das Abstützmittel 3 kann ein Teil einer schwenkbaren vielachsigen Fahrgestellkonstruktion oder die Aufhängung einer einzigen schwenkbaren Achse sein.
Eine Befestigung, welche das Schwenken des Abstützmittels in der Ebene der Figur 1b ermöglicht, kann in verschiedener Weise realisiert werden. Eine axiale Lagerung, eine kugelartige Lagerung oder ein elastisches Element, welches ein Schwenken ermöglicht, z. B. eine Gummi- oder Schraubenfeder, können verwendet werden.
Während des Schwenkens werden die Aufhängungsstangen 7 aus ihrer vertikalen Lage, wie in den Figuren 2a und 2b dargestellt, ausgelenkt, wodurch der Rahmen 1 des Fahrzeuges angehoben wird. Die Neigung der Stangen 7, in ihre vertikale Lage zurückzukehren, die auf das Gewicht des Fahrzeuges zurückzuführen ist, bewirkt, daß die Steuerung sich für einen Moment unterordnet, wodurch sie in die Position zum Geradeausantrieb zurückgeführt wird, was einen Stabilisierungseffekt auf die Steuerung ausübt.
Die Ausgleichshebel werden in ähnlicher Weise mittig an einer Ausgleichshebelachse (nicht dargestellt), welche am Rahmen 1 befestigt ist, angeordnet.
Die anderen Enden der Ausgleichshebel 9 werden mit den Abstützmitteln einer anderen Achse mittels Gelenken (nicht dargestellt), die den Gelenken 17 entsprechen, und mit anderen Aufhängungsstäben (nicht dargestellt) verbunden, wobei die andere Achse beweglich oder feststehend sein kann. Außerdem kann entweder eine oder keine, oder es können beide Achsen des Fahrgestells Antriebsachsen sein, und die übrigen sind lediglich Tragachsen, wie dies in den Figuren erkennbar ist.
Die Ausgleichshebel verteilen nach Möglichkeit die Radlasten auf die durch sie verbundenen Achsen. In den Fällen, in denen beide Achsen des Fahrgestelles Antriebsachsen sind, ist es nach der erfindungsgemäßen Konstruktion möglich, daß der Antrieb der hintersten Steuer- und Antriebsachse vorteilhafterweise über eine Kardanwelle, die zwischen den Achsen angeordnet ist, ausgeübt wird.
In einer Konstruktion, die nur eine lenkbare Achse umfaßt (Figur 3), können die Ausgleichshebel, weil sie nicht notwendig sind, entfallen, und die Aufhängungsstangen 7 sind am Rahmen 1 in ähnlicher Weise wie die hintersten Aufhängungsstangen in den Figuren 1a und 1b, mittels einer Abstützung 8 befestigt.
Die erfindungsgemäße Anordnung wurde vorstehend lediglich anhand zweier Ausführungsbeispiele beschrieben, und es ist selbstverständlich, daß die Erfindung abgewandelt werden kann, ohne den Schutzumfang, der in den nachfolgenden Ansprüchen umrissen wird, zu verlassen, und die Erfindung kann in den verschiedensten Achskonstruktionen Anwendung finden, von welchen nur ein paar mögliche Beispiele in der vorstehenden Beschreibung erwähnt wurden.

Claims

1. Achskonstruktion für ein Nutzfahrzeug, umfassend: eine starre Achse (2), Räder (15), die in Lagern an den Enden der Achse befestigt sind, Abstützmittel oder Federn (3) die an beiden Enden der Achse zwischen der Achse und einem Rahmen (1) des Fahrzeuges vorgesehen sind, wobei die Abstützmittel oder Federn (3) am Rahmen (1) des Fahrzeuges abgestützt werden, jedes mittels zweier im wesentlichen nach unten gerichteter Aufhängungsstangen (7) , die an der Vorder- und Rückseite der Achse (2) entsprechend angeordnet, und an einem Ende mittels eines Verbindungsstückes am Rahmen des Fahrzeuges und am anderen Ende an den Abstützmitteln oder Federn befestigt sind; eine dreieckige Abstützung (5), welche an einem Punkt mittels eines Verbindungsstückes in der Mitte der Achse befestigt und an zwei Punkten an sich gegenüberliegenden Seiten am Rahmen angelenkt ist; Längsabstützungen (6), die an sich gegenüberliegenden Seiten des Rahmens angeordnet und mittels eines Verbindungsstückes mit der Achse (2) an deren ihrer Mitte gegenüberliegenden Seiten befestigt sind, wobei die Längsabstützungen so gestaltet sind, daß sie die Achse schwenken; und Mittel zum Schieben und Ziehen der Längsabstützungen (6) und damit zum Schwenken der Achse (2), dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützmittel oder Federn (3) an der Achse (2) mittels Verbindungsstücken (4) befestigt sind, welche es der Achse (2) ermöglichen, in der horizontalen Ebene relativ zu den Abstützmitteln oder Federn (3) zu schwenken, sowie den Abstützmitteln oder Federn, relativ zur Achse (2) zu schwingen.

2. Fahrgestellkonstruktion für ein Nutzfahrzeug, um fassend: mindestens zwei starre Achsen (2); Räder (15) die mit jedem Achsenende verbunden sind; und Abstützmittel oder Federn (3), die an beiden Enden jeder Achse zwischen den Achsen und einem Rahmen (1) des Fahrzeuges vorgesehen sind, wobei mindestens eine der starren Achsen umfaßt: eine dreieckige Abstützung (5) , die mittels eines Verbindungsstückes an einem Punkt in der Mitte der Achse befestigt und an zwei Punkten an sich gegenüberliegenden Seiten am Rahmen angelenkt ist; Längsabstützungen (6), die an sich gegenüberliegenden Seiten des Rahmens und mittels eines Verbindungsstückes mit der Achse (2) an deren ihrer Mitte gegenüberliegenden Seiten befestigt sind, wobei die Längsabstützungen so gestaltet sind, daß sie die Achse schwenken; und Mittel zum Schieben und Ziehen der Längsabstützungen (6) und damit zum Schwenken der Achse (2); wodurch die Federn (3) jeder schwenkbaren Achse (2) am Rahmen (1) des Fahrzeuges abgestützt werden, jede mittels zweier im wesentlichen nach unten gerichteter Aufhängungsstangen (7), die vor und hinter der Achse (2) entsprechend angeordnet, und an einem Ende mittels eines Verbindungsstückes an den Federn und am anderen Ende am Rahmen des Fahrzeuges befestigt, oder, mit den Aufhängungsstangen an der Seite einer benachbarten schwenkbaren oder nicht schwenkbaren Achse, mit Ausgleichshebeln (9), welche an jeder Seite des Rahmens des Fahrzeuges vergesehen sind, verbunden sind, und zwar durch Mittel, mit welchen die Federn der Achsen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützmittel oder Federn (3) jeder Achse (2) mittels Verbindungsstücken (4) mit der Achse (2) verbunden sind, welche es der Achse (2) ermöglichen, in der horizontalen Ebene relativ zu den Abstützmitteln oder Federn (3) zu schwenken, sowie den Federn (3), relativ zur Achse (2) zu schwingen, und daß die Aufhängungsstangen (7) jeder Achse (2) in bezug zum Rahmen (1) symmetrisch befestigt sind.